揭示癌症微生物群的复杂性

了解癌症和以我们身体为家的微生物之间的关系，可能会改变未来控制这种疾病的方式。

的人类微生物群它由数万亿微生物组成，这些微生物生活在我们的身体里和表面，包括皮肤、肠道和口腔。这些群落——bet188真人包括细菌、真核生物、病毒和古生菌——极其多样化，人与人之间差异巨大。它们也不稳定，并且会因饮食或药物等环境因素而变化。

“我们了解到，拥有多样化的微生物群对保持我们的健康很重要，”他说斯蒂芬•罗宾逊他是英国诺维奇Quadram研究所的小组负责人。“对这种多样性的干扰可能会产生不利影响。”

快速发展新一代测序技术已经使研究人员能够以前所未有的细节检查人类微生物群的组成，并探索其对我们健康的影响。

“这几乎就像有一个‘隐藏的器官’一直在那里，”他说迈克尔•伯恩斯美国芝加哥洛约拉大学助理教授。“现在每个人都在咬着牙想弄清楚它在他们感兴趣的疾病的发病机制、治疗和病因学中可能发挥的作用。”

癌症领域也不例外。近年来，研究微生物群与疾病发展或其对治疗反应之间关系的研究激增。作为一个潜在的可改变的因素，这项研究为癌症预防和治疗开辟了大量的新机会。

生态学的教训

科赫法则这本书于1890年出版，为确定某种微生物是否会导致某种疾病设定了黄金标准。与这种模式一致，这一领域的大部分早期研究都投入巨资寻找致癌微生物。尽管如此，生物的数量-如幽门螺杆菌而已知致癌的人类乳头瘤病毒(HPV)的数量仍然很少。

伯恩斯解释说:“这种方法被证明是完全错误的——这是一个巨大的错误。”“重要的是微生物生态系统的整个环境。”

可负担得起的高通量DNA扩增和测序技术的可用性为研究人员提供了表征微生物组的机会，并寻找不同物种在健康和疾病状态之间的类型和相对丰度的差异。

罗宾逊说:“它可以让你深入了解那里有什么。”“但这打开了另一个雷区——你得到了如此多的信息，很难全部弄懂。”

虽然人类基因组由大约23000个基因组成，肠道微生物组编码了超过300万个基因．研究微生物群中数千种不同物种与疾病状态之间的复杂关系需要一个生态学的镜头。结果，微生物多样性估算方法 近年来发展迅速．

“生态学家们多年来一直在做这种工作，”伯恩斯指出。“只是生物医学科学家现在重新发现了这些社区动态的重要性。”

潜在的机制

该领域正在快速发展，研究人员发现了与不同癌症的起始和发展相关的独特微生物特征。也有越来越多的证据表明肠道菌群和糖尿病之间的联系化疗的疗效和副作用 ．研究还表明，它可以调节宿主对肿瘤的免疫反应和影响对癌症治疗的反应,特别是免疫疗法．

罗宾逊说:“我们刚刚开始了解什么是健康的微生物群，并探索如何在它受到干扰时重新平衡它。”“这很令人兴奋，因为从基础科学的角度来看，这是一个仍然需要探索的‘黑匣子’。”

微生物群可以通过调节癌细胞的内部循环对癌细胞产生直接影响，也可以通过操纵免疫系统产生间接影响。然而，迄今为止所提出的机制都是高度推测性的。

伯恩斯说:“你实际上在处理的是一个非常复杂的反馈系统，微生物对宿主施加影响，宿主对微生物群施加影响——在某些情况下，出了问题，你最终得到了发病机制。”“解开这个巨大的蜘蛛网，所有这些不同的东西是如何联系在一起的，结果是非常复杂的。”

关注肠道

肠道菌群与癌症的关系被研究得最透彻。它的主要功能是决定我们如何使用营养物质，并产生大量代谢物——其中许多将穿过肠道，在全身循环，并可能影响细胞的功能。

罗宾逊说:“这些代谢物中的一些要么有助于致癌，要么保护我们免受癌症的侵害。”“这样一来，对微生物群的干扰可能会影响一个人患这种疾病的风险。”

除了调查肠道微生物群，研究人员现在还可以使用代谢组学识别和量化微生物群的代谢产物提高对其功能输出的理解。

“这个领域正在从‘谁在那里’转向‘他们能做什么?罗宾逊解释道。“例如，虽然从物种的角度来看，两个人的微生物群可能看起来非常不同，但就他们产生的代谢物而言，他们实际上可能非常相似。”

最近的一项研究揭示了肠道细菌是如何做到的促进前列腺癌的生长以及它们对激素治疗的抵抗通过提供促进生长的男性激素的另一种来源。

修改微生物群

尽管存在持续的挑战，但操纵微生物群来预防或治疗癌症的诱人潜力仍在继续推动该领域的发展势头。

“可能性包括用益生菌或粪便移植进行治疗，试图在一个人的常驻微生物群落中重新建立某种类型的正常状态，”伯恩斯兴奋地说。bet188真人

伯恩斯的实验室正在研究不同化合物——如咖啡因、尼古丁、不同类型的纤维、化疗或其他药物——对健康捐赠者培养的肠道微生物的影响。虽然他承认这种方法过于简单，例如，它没有考虑到免疫系统或宿主反应的影响，但他希望它将为如何以有益的方式调节微生物群提供线索。

“我们可以看到某些药物或化合物可以极大地改变情况，”他说。“我们需要更多地了解这一点，这样我们就可以用它来调整微生物群，并把它推向一个或另一个方向。”

Robinson的团队正在研究抗生素如何扰乱微生物群，以及这可能如何影响乳腺癌的进展。他们的最终目标是开发一种活的生物疗法，可以帮助重新平衡微生物群，帮助改善患者的治疗结果，减少治疗的副作用。

他说:“我们的动物研究表明，使用抗生素会加速疾病进展，所以这不是一件好事。”“我们现在正处于招募乳腺癌患者的早期阶段，以了解他们的微生物群在治疗过程中是如何变化的。”

变革的潜力

更好地理解了微生物群和癌症将有助于医生进行个性化治疗，也可能导致改变微生物群的方法，以改善患者的结果。

伯恩斯预测说:“如果将来微生物样本的定期收集和分析不成为常规护理的一部分，我会感到惊讶。”

但该领域仍处于起步阶段，必须填补巨大的知识空白，才能释放潜在的回报。

伯恩斯说:“我喜欢在这个领域工作，因为我们还有很多不知道的东西。“这是目前研究领域的蛮荒西部，而我将成为其中的一员。”